纺锤体组装检控点

细胞有丝分裂过程中,纺锤体组装检控点监控着染色体在赤道板的队列和向纺锤体两极的分离,确保动粒-微管的黏附和有丝分裂器的完整,使所有的染色体都置于赤道板并双极定向后才进入后期,保证遗传物质均等地分配给两个子代细胞。纺锤体组装检控点缺陷将导致非整倍体的出现,并与一些肿瘤的发生密切相关。现就近年来纺锤体组装检控点蛋白以及纺锤体组装检控点功能缺陷与肿瘤的关系方面的研究进展作一简要综述。     

酵母纺锤体极体复制缺陷与染色体不稳定性的发生

纺锤体极体作为酵母细胞的微管组织中心,在功能上等同于高等真核细胞的中心体,它在细胞周期中的准确复制是两极纺锤体组装和染色体正确分离的前提。纺锤体极体复制缺陷会导致异倍体和多倍体的形成,造成染色体不稳定性的发生。以酿酒酵母细胞为模型,研究纺锤体极体复制过程相关蛋白质的突变,有助于揭示酵母细胞中染色体不稳定性发生的分子机制,并为动物细胞中心体复制的研究提供良好的借鉴。     

癌症高表达蛋白——Hecl在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hecl)通过与调控G2／M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hecl与Nuf2的复合物,在G2／M期与动粒相结合,Hecl的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hecl具有召集Mpsl和Mad1／Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APC^cdc20途径。但是Hecl、Mpsl、Madl三者之间的相互作用仍未明了。Hecl还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hecl是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2／M期完成的。     

癌症高表达蛋白--Hec1在纺锤体组装检查点中的作用

细胞增殖依赖于细胞分裂前染色体的复制及随后的姐妹染色单体分离到达两极。纺锤体组装检查点具有确保染色体信息传递保真性的作用,检查点的缺失可能导致染色体的分离异常和肿瘤形成。癌症高表达蛋白(Hec1)通过与调控G2/M期的蛋白间的相互作用而在染色体的分离中发挥重要作用。Hec1与Nuf2的复合物,在G2/M期与动粒相结合,Hec1的缺失将导致严重的染色体分离错误。Hec1具有召集Mps1和Mad1/Mad2复合物结合到动粒上的作用,这种结合可以激活纺锤体组装检查点途径中非常重要的APCCdc20途径。但是Hec1、Mps1、Mad1三者之间的相互作用仍未明了。Hec1还可以通过与26S蛋白酶复合物的不同亚基结合调控其功能。Hec1是一种丝氨酸磷酸化蛋白,其磷酸化是由Nek2在G2/M期完成的。     

动点蛋白功能的研究进展

细胞周期是一个受严格调控、高度有序的过程。大部分真核细胞不会在上一个有丝分裂完成前开始新一轮的染色体复制;不会在DNA复制完成前开始有丝分裂;也不会在姐妹染色体于赤道板上排列整齐前就开始分离。 一、细胞周期和细胞周期调节的动点(kinetochore)组装与去组装     

单极纺锤体蛋白激酶1一个可能的新型抗肿瘤靶标

纺锤体装配检验点是有丝分裂分裂过程中一个非常重要的监督机器,其作用在于有丝分裂中期向后期转化前将所有的染色体排列到中期板上.近年来的研究表明,该检验点缺陷与肿瘤发生密切相关.单极纺锤体蛋白激酶1是纺锤体装配检验点的必需基因,存在于正常分裂细胞,并在肿瘤组织中高表达.最近研究发现,单极纺锤体蛋白激酶1的表达水平与乳腺癌恶性程度相关. 更有意思的是抑制其激酶活性或降低其蛋白水平将会导致多种肿瘤细胞的纺锤体装配检验点功能缺陷和细胞死亡.这表明,单极纺锤体蛋白激酶1是一个潜在的抗癌药物新靶标.本文对单极纺锤体蛋白激酶1如何调控纺锤体装配检验点以及其在抗肿瘤应用研究中的最新进展进行了回顾.     

玻璃化冷冻对猪体外成熟卵母细胞染色体与纺锤体的影响

以冷冻环为载体,探讨玻璃化冷冻对猪体外成熟卵母细胞染色体与纺锤体影响。单用40%乙二醇(ethyleneglycol,EG)或20%EG与20%二甲基亚砜(dimethylsulphoxide,DMSO)联合作冷冻保护剂,用直投液氮或使用玻璃化冷冻仪法制冷冷冻猪体外成熟卵母细胞;解冻2h后固定并免疫荧光法染色纺锤体及染色体;挑选各试验组形态正常卵母细胞进行体外受精实验。结果表明,与单用EG以及EG和DMSO联合直投液氮方案比较,EG和DMSO联合应用并采用玻璃化冷冻仪制冷方案卵母细胞染色体正常率为30.1%,纺锤体正常率为37.2%,可明显降低卵母细胞染色体及纺锤体结构损伤(P<0.05),并明显提高卵母细胞的激活效果(P<0.05)。采用联合冷冻保护剂及玻璃化冷冻仪高速冷冻可较好维持猪卵母细胞染色体与纺锤体形态,但玻璃化冷冻明显影响猪卵母细胞体外受精后的发育能力。     

细胞周期检验点与肿瘤发生之间关系的研究进展

DNA损伤反应引起的基因组不稳定性并不足以导致肿瘤发生,还需要一些协同突变促进肿瘤的生长或存活,因此,基因组结构不稳定和周期检验点突变失活是肿瘤发生的重要因素。与正常细胞不同,肿瘤细胞中细胞周期检验点反应缺陷,当肿瘤细胞遭受基因毒药物损伤时,可通过激活周期检验点反应阻滞细胞周期进程,加强损伤修复,导致耐药表型的产生。因此,寻找特异性的检验点抑制剂来加强化疗药物或辐射对肿瘤细胞的杀伤效应,已成为肿瘤治疗的一个研究方向。     

DNA损伤检验点与损伤修复及基因组稳定性

生物有机体基因组DNA经常会受到内源或外源因素的影响而导致结构发生变化,产生损伤;在长期进化过程中,有机体也相应形成了一系列应对与修复损伤DNA,并维持染色体基因组正常结构功能的机制。其中DNA损伤检验点（DNA damage checkpoint）就是在感应DNA损伤的基础上,对损伤感应信号进行转导,或引起细胞周期的暂停,从而使细胞有足够的时间对损伤DNA进行修复,或最终导致细胞发生凋亡。DNA损伤检验点信号转导途径是一个高度保守的信号感应过程,整个途径大致可以分为损伤感应、信号传递及信号效应3个组成部分。其中3-磷脂酰肌醇激酶家族类成员ATM（ataxia-telangiectasia mutated）和ATR（ataxia-telangiectasia and Rad3-related）活性的增加构成整个途径活化的第一步。它们通过激活下游的效应激酶,Chk2／Chk1,通过协同作用许多其他调控细胞周期、DNA复制、DNA损伤修复及细胞凋亡等过程的蛋白质因子来实现细胞对DNA损伤的高度协调反应。近十几年,随着此领域研究的不断深入,人们逐步揭示了DNA损伤检验点途径发生过程中,各种核心组分通过与不同调节因子、效应因子及DNA损伤修复蛋白间的复杂相互作用,以实现监测感应异常DNA结构并实施相应反应的机制;其中,检验点衔接因子（mediators）及染色质结构,尤其是核小体组蛋白的共价修饰在调控ATM／ATR活性,促进ATM／ATR与底物间的相互作用以及介导DNA损伤位点周围染色质区域上多蛋白复合物在时间与空间上的动态形成发挥着重要的作用。同时,人们也开始发现DNA损伤检验点途径与DNA损伤修复、基因组稳定性以及肿瘤发生等过程之间某些内在的联系。该反应途径在通过协调细胞针对DNA损伤做出各种反应的基础上,直接或间接地参与或调控DNA损伤修复过程,并与DNA损伤修复途径协同作用最终保证染色体基凶组结构的完整性,而检验点途径的改变,则会引起基因组不稳定的发生,包括从突变频率的提高到大范围的染色体重排,以及染色体数量的畸变。如：突变发生在肿瘤形成早期,会大大增加肿瘤发生的几率。文章将对DNA损伤检验点途径机制及其对DNA损伤修复、基因组稳定性影响的最新进展进行综述。     

小鼠窦前卵泡培养成熟后卵母细胞纺锤体的变化

目的小鼠窦前卵泡体外培养得到成熟卵母细胞,观察卵母细胞的染色体和纺锤体形态,分析其变化及原因。方法完整小鼠窦前卵泡培养12 d,得到的卵母细胞进行免疫荧光染色,共聚焦显微镜观察纺锤体和染色体的形态和分布。结果经过体外培养,得到GV、M I、MⅡ期卵母细胞分别占总数27.9%、37.2%、34.9%;GV期卵母细胞存在完整的染色质圆环,11.8%的M I期卵母细胞显示正常纺锤体和染色体;38.5%的MⅡ期卵母细胞显示正常的纺锤体和染色体。结论小鼠窦前卵泡经体外培养后能够得到成熟的MⅡ期卵母细胞,但是其效率较低。原因可能是卵母细胞骨架结构的异常使染色体分离障碍,部分卵母细胞停留于M I期;同时成熟卵母细胞的受精率低也与纺锤体异常有关。     

植物幼嫩子叶的染色体制片

本文报道了用蚕豆(Vicia faba)、小巢菜(V. hirsuta)、豌豆(Pisum sativum)、菜豆(Phaseolus vulgaris)的幼嫩子叶作为研究体细胞有丝分裂及染色体的材料。与根尖比较,优点是:子叶细胞的有丝分裂活性高,组织易于解离和压片,且取材方便。     

Ndc80复合体在外层动粒中的作用

动粒是参与有丝分裂过程中染色体分离的蛋白的附着支架。结构保守的Ndc80复合体位于动粒的外层,连接动粒和微管,与动粒-微管连接的稳定性有关。Aurora B/Ipl1激酶参与纠正动粒-微管的错误连接。Ndc80复合体对纺锤体组装检查点的功能非常重要。本文主要介绍了Ndc80复合体的研究进展。     

有丝分裂检验点基因BubR1的研究进展

BubR1是存在于哺乳动物中的有丝分裂检查点基因家族Mad3的同源基因,其编码蛋白BubR1是一个多结构域蛋白,在监测细胞有丝分裂前中期向后期转化的过程中扮演重要的角色。BubR1可以通过自身或作为MCC的成分抑制APC的活性,从APC隔离Cdc20或者通过连接到微管驱动蛋白cENP—E,激活有丝分裂检查点信号级联放大。近年来关于BubR1的结构、功能及作用机理等研究工作颇为引人关注。这些研究表明:人BUBR11基因定位于人类染色体15q14-21,其编码蛋白BubR1在整个有丝分裂中聚集在外层动粒板;BubR1缺陷导致对DNA损伤的妥协反应,它的完全切除导致大量细胞凋亡甚至胚胎致死;BubR1单基因剔除可增强剔除基因组不稳定性,并导致肿瘤发生;BubR1表达减少至10%的导致一系列早老相关的表型出现;BubR1 /-Apcmin/ 复合突变提示BubR1和Apc相互作用调节中期一后期转化,这一反常现象可能在结直肠癌的基因组稳定性、发生和进展中发挥作用。本文将对BubR1蛋白就以上内容做一综述。     

沙打旺有丝分裂染色体形态变化的观察

沙打旺根尖分生组织细胞有丝分裂晚前期至中期染色体的形态变化的观察尚未见报道。作者在观察沙打旺有丝分裂过程中,晚前期看到14+4的染色体图像,即14条长的染色体和4个长度相近的短“染色体”,而且从晚前期至中期的过渡中,4条短“染色体”有两两彼此不断靠近,最后显现为二条完整染色体的变化过程。     

中心体异常扩增和染色体不稳定性

中心体作为主要微管组织中心在细胞周期事件中起着重要的作用。异常中心体可产生纺锤体异常,使染色体错误分离,引起染色体不稳定性和非整倍体的形成。中心体异常同染色体不稳定性一样是肿瘤细胞的一个普遍特征,并且可出现在肿瘤发生的早期阶段。中心体异常在肿瘤的发生发展演化过程中可能具有重要作用。现综述中心体的结构、功能、复制和调控,阐述肿瘤中中心体异常的表现和导致中心体扩增的可能机制及中心体扩增与染色体不稳定之间的相关性。     

真核细胞染色体DNA复制起始及复制叉稳定性维持的机制

在真核生物中,DNA复制在染色体上特定的多位点起始．当细胞处在晚M及G1期,多个复制起始蛋白依次结合到DNA复制源,组装形成复制前复合体．pre．RC在Gl-S的转折期得到激活,随后,多个直接参与DNA复制又形成的蛋白结合到DNA复制源,启动DNA的复制,形成两个双向的DNA复制又．在染色体上,移动的DNA复制又经常会碰到复制障碍（二级DNA结构、一些蛋白的结合位点、损伤的碱基等）而暂停下来,此时,需要细胞周期检验点的调控来稳定复制叉,否则,会导致复制又垮塌及基因组不稳定．本文就真核细胞染色体DNA复制起始的机制,以及复制又稳定性的维持机制进行简要综述．     

昆虫孤雌生殖中中心体的组装和意义

中心体是动物细胞主要的微管组织中心(microtubule organizing center, MTOC), 负责组织纺锤体.近年来, 关于昆虫卵母细胞减数分裂后中心体形成的深入研究对阐明昆虫孤雌生殖的过程和机制以及了解孤雌生殖的进化和形成具有重要意义.综述了第一次有丝分裂纺锤体的形成、中心体的装配以及中心体对于昆虫孤雌生殖的意义, 表明昆虫孤雌生殖的普遍模式就是在没有精子提供中心粒的情况下, 卵子通过新形成的中心体进行有丝分裂, 中心体自我组装限制的解除可能是进行孤雌生殖的转折点.     

染色体黏合蛋白功能的多样性

染色体黏合是细胞分裂过程中由一环状蛋白复合物黏合素(cohesin)将染色体单体聚合在一起的细胞生物学过程,确保了染色体在后期的精确分离.除了黏合素,还有许多辅助因子共同参与组成染色体黏合蛋白家族,在染色体黏合的建立、维持及解离过程中发挥重要功能.此外,该家族蛋白还参与调控DNA损伤修复、基因表达以及染色质高级结构形成等事件.虽然染色体黏合蛋白的功能和调控机制在有丝分裂中得到了比较深入的研究,但其在减数分裂,特别是第一次减数分裂中的作用及机制还不完全明确.本文对染色体黏合蛋白在各种生物学事件中的功能进行了概述,尤其阐释了它们在生殖细胞减数分裂中的非经典作用,并探讨了该领域未来的发展方向.     

不同激素对伊贝母组织培养中染色体不稳定性的研究

伊贝母鳞茎培养在附加2,4—D、IAA、NAA和2,4—D+KT、IAA+KT、NAA+KT的MS培养基上(2,4—D、IAA、NAA1毫克/升,KT0.1毫克/升),研究了愈伤组织细胞染色体的变异及愈伤组织的分化和再生植株的染色体倍性。结果表明,2,4—D能有效地引起染色体数目的变化,当和KT结合使用时,可诱导高频率的多倍化细胞。IAA的作用次之,NAA较小。各种激素均能程度不同地引起各种类型的有丝分裂异常及染色体结构变异,其效应与对染色体数目变异的影响呈现明显的一致性。研究还得出,染色体的整倍性是愈伤组织得以分化的重要因素,所以再生植株主要是二倍体,也有少量的四倍体,混倍体仅占少数。根据实验结果,对染色体变异的原因以及染色体数目变异与愈伤组织分化的关系进行了讨论。     

甜菜夜蛾细胞分裂期染色体的观察

以精巢组织为材料,采用空气干燥法制备染色体标本,对甜菜夜蛾Spodopteraexigua有丝分裂和减数分裂染色体形态行为进行了研究。结果表明：甜菜夜蛾的染色体数目为n=31;染色体为弥散着丝粒染色体,2条染色体上存在次缢痕;晚偶线期出现染色体互锁现象;从早粗线期到晚粗线期联会复合体逐渐伸长;终变期同源染色体形成环状、端部交叉、尾尾相对的结构。